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塑料材料力學(xué)性能之拉伸性能 |
塑料的拉伸性能是力學(xué)性能中最重要、最基本的性能之一。幾乎所有的塑料都要考核拉伸性能的各項(xiàng)指標(biāo),這些指標(biāo)的大小很大程度上決定了該種塑料的使用場(chǎng)合。拉伸性能的好壞,通過(guò)拉伸試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。 一、測(cè)試原理 拉伸試驗(yàn)時(shí)沿試樣縱向主軸恒速拉伸,直到斷裂應(yīng)力(負(fù)荷)或應(yīng)變(伸長(zhǎng))達(dá)到某一預(yù)定值,測(cè)量在這一過(guò)程中試樣承受的負(fù)荷及其伸長(zhǎng)。 二、試驗(yàn)儀器-試驗(yàn)機(jī) 拉伸性能大多采用電子拉力試驗(yàn)機(jī),試驗(yàn)機(jī)應(yīng)包括夾具、負(fù)荷指示裝置、引伸計(jì)等基本結(jié)構(gòu)裝置。 (1)夾具 用于夾持試樣的夾具與試驗(yàn)機(jī)相連,使試樣的長(zhǎng)軸與通過(guò)夾具中心線的拉力方向重合,通常通過(guò)夾具上的對(duì)中銷來(lái)達(dá)到。夾持試樣時(shí)用力要適度,既不能將試樣夾得太緊,引起試樣在夾具處過(guò)早破壞,也不能夾持得太松,防止夾持試樣在夾具上滑動(dòng)。 (2)負(fù)荷指示裝置 帶有能顯示試樣所承受的總拉伸負(fù)荷的裝置。該裝置在規(guī)定的試驗(yàn)速度下應(yīng)無(wú)慣性滯后,指示負(fù)荷的準(zhǔn)確度至少為實(shí)際值的1%。 (3)引伸計(jì) 應(yīng)能測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程中任何時(shí)刻試樣標(biāo)距的相對(duì)變化。最好能自動(dòng)記錄這種變化,精度應(yīng)為對(duì)應(yīng)值的1%或更優(yōu)。當(dāng)引伸計(jì)連接在試樣上時(shí),要小心操作使試樣產(chǎn)生的變形和損壞最小。引伸計(jì)和試樣之間基本無(wú)滑動(dòng)。 三、影響因素 拉伸試驗(yàn)使用標(biāo)準(zhǔn)形狀的試樣,在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化狀態(tài)下測(cè)定塑料的拉伸性能。標(biāo)準(zhǔn)化狀態(tài)包括:試樣制備、狀態(tài)調(diào)節(jié)、試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)條件等因素。此外,試驗(yàn)用的試驗(yàn)機(jī)的特性、試驗(yàn)人員操作熟練程度等也會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生一定影響。 (1)試樣尺寸 同一種塑料所取試樣的尺寸不同,其拉伸強(qiáng)度會(huì)有所不同。試樣越厚,其拉伸強(qiáng)度越低。試樣越寬,拉伸強(qiáng)度和斷裂標(biāo)稱應(yīng)變?cè)降?。因此在試樣制備時(shí)應(yīng)保證在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。對(duì)于薄膜等軟材料,在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),裁取試樣用的裁刀應(yīng)鋒利,無(wú)缺口,保證刀刃鋒線均勻、細(xì)直、平行,如稍有缺陷應(yīng)更換裁刀重新裁樣。同時(shí),試樣應(yīng)選取無(wú)缺陷的制品進(jìn)行裁取,因?yàn)樵嚇邮芰ζ茐臅r(shí),首先是在最危險(xiǎn)的缺陷處發(fā)生。 (2)拉伸速度 塑料屬于黏彈性材料,變形速度改變,塑料的力學(xué)行為也會(huì)改變。一般情況下,拉伸速度快,拉伸強(qiáng)度增大,斷裂標(biāo)稱應(yīng)變降低。而不同品種的塑料對(duì)拉伸速度的敏感程度不同。硬而脆的塑料對(duì)拉伸強(qiáng)度比較敏感,一般采用較低的拉伸速度。韌性塑料采用較高的拉伸速度,以縮短試驗(yàn)周期,提高效率。 (3)溫度和濕度 塑料的力學(xué)松弛過(guò)程與溫度有很大關(guān)系,隨著溫度的升高,拉伸強(qiáng)度降低,斷裂標(biāo)稱應(yīng)變?cè)龃蟆?/p> 試驗(yàn)環(huán)境的相對(duì)濕度對(duì)拉伸試樣也有一定的影響。 對(duì)于吸濕性小的塑料,濕度的影響不大顯著。而對(duì)吸水性強(qiáng)的材料,如聚酰胺,濕度提高,塑性增加,強(qiáng)度會(huì)降低。 因此,試驗(yàn)時(shí)應(yīng)保證試樣在均勻而穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下,溫度和濕度的上下波動(dòng)也應(yīng)在所規(guī)定的范圍。 |